[发明专利]用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法

权利要求书

1.一种用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、将待焊钢板(1)和待焊铝板(2)的对接端面及上下端面焊接区(W)清理干净，焊接区(W)为20mm～30mm，去除待焊钢板(1)和待焊铝板(2)表面的氧化物；

步骤二、采用有机溶剂擦拭经机械处理过后的待焊钢板(1)和待焊铝板(2)的表面，将待焊钢板(1)和待焊铝板(2)以对接的方式置于工作台上，并用夹具进行刚性装夹；

步骤三、高频感应加热装置(3)设置在搅拌头(4)的前方且位于待焊钢板(1)的待焊区域，高频感应加热装置(3)距搅拌头(4)之间的距离b为5mm～25mm，将高频感应加热装置(3)与搅拌摩擦焊机(5)一体化连接，高频感应加热装置(3)在焊接过程中随着搅拌头(4)沿着焊接方向同步移动；

步骤四、在待焊钢板(1)的焊接背面铺设薄膜阻热材料(6)，薄膜阻热材料(6)可降低因待焊钢板(1)导热导致的钢板厚度方向温度分布不均；

步骤五、合理设置高频感应加热装置(3)的电流频率与线圈匝数，电流频率在20kHz～100kHz之间，线圈匝数在10匝～40匝之间，利用线圈端部磁场在待焊钢板(1)中引起的电磁效应对待焊钢板(1)进行加热，控制待焊钢板(1)的温度在焊接之前维持在400℃～550℃之间；

步骤六、启动搅拌摩擦焊机(5)，搅拌针中心位置偏向待焊铝板(2)一侧，偏移距离为搅拌针直径数值的1/4～1/3，搅拌头(4)以转速200r/min～3000r/min，焊接速度10mm/min～1000mm/min，轴肩下压量0.05mm～1mm的焊接参数沿焊接方向焊接。

2.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤一中待焊钢板(1)为普通低碳钢或低合金钢，待焊铝板(2)为纯铝或铝合金。

3.根据权利要求2所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤一中待焊钢板(1)和待焊铝板(2)的厚度相等，其厚度在1mm～10mm之间。

4.根据权利要求3所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤一中采用电动钢丝刷或砂纸去除待焊钢板(1)和铝板(2)表面的氧化物。

5.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤一中焊接区(W)为25mm。

6.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤三中高频感应加热装置(3)的下端面与待焊钢板(1)表面之间的距离a保持在3mm～5mm之间。

7.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤三中高频感应加热装置(3)距搅拌头(4)之间的距离b为15mm。

8.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤四中薄膜阻热材料(6)为UpilexS聚酰亚胺薄膜，其玻璃化温度在500℃以上。

9.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤五中电流频率为50kHz，线圈匝数为25匝，待焊钢板(1)的温度在焊接之前为450℃。

10.根据权利要求1所述的用于铝钢材料对接的钢侧高频感应加热搅拌摩擦焊方法，其特征在于：所述步骤六中搅拌头(4)的转速为1500r/min，焊接速度为500mm/min，轴肩下压量0.1mm。